液压与气压传动专业认识报告

液压与气压传动

摘要：液压传动和气压传动称为流体传动，是根据17世纪帕斯卡提出的液体静压力传动原理而发展起来的一门新兴技术，是工农业生产中广为应用的一门技术。如今，流体传动技术水平的高低已成为一个国家工业发展水平的重要标志。

从18世纪的产业革命开始，气压传动逐渐被应用于各类行业中。如矿山用的风钻，火车的刹车装置等。而气压传动应用于一般工业中的自动化、省力化则是近些年的事情。目前世界各国都把气压传动作为一种低成本的工业自动化手段。国内外自20世纪60年代以来，气压传动发展十分迅速，目前气压传动元件的发展速度已超过了液压元件，气压传动已成为一个独立的专门技术领域。

关键词：流体传动液气密行业

前言

流体传动及控制专业始建于1955年，原名水力机械，下设水轮机，水泵和液压传动三个专门化方向，是仿照原苏联高校的办学模式在国内首先创办的。由原苏联莫斯科鲍曼工学院（现改名为莫斯科鲍曼科技大学）派专家帮助培训师资和筹建实验室。1977年原来的水利机械专业正式分为流体机械专业和流体传动及控制专业，其中流体传动及控制专业涵盖液压传动、气压传动和液力传动等专业方向。1999年，根据发展需要将哈尔滨工业大学能源与科学技术学院流体传动及控制教研室的液压、气动部分与机电工程学院的机床液压研究室合并，归入机电工程学院，设立流体传动及控制自动化系，也称为流体传动及控制研究所。本次学习就是在这个研究所完成的。

在这些专业中，流体与气压传动方向最终生成了液气密行业。液气密行业品种规格繁多，量大面广，广泛用于国民经济各行业的各类主机产品和技术装备。但液气密行业外资本土化的趋势越来越明显，对行业企业的冲击大。当然，不能否定的是国内液压气动密封行业仍然保持高位平稳运行态势，出口增长速度继续保持，维修市场空间逐步扩大。

正文

本次在流体传动及控制研究所学习过程中参观和观看了诸多研究所的研究成果。如高转速液压回转油缸研究、液压变压器研究、并联式静液传动混合动力系统、混联式静液传动混合动力系统、直驱式容积控制电液伺服系统、柱塞液压泵/马达研究、连续回转大扭矩电液伺服马达、静液传动混合动力试验平台、液驱混合动力挖掘机、飞机牵引车液压驱动混合动力系统、直驱式自行走平板运输车、直驱式容积控制材料试验机、风力发电机直驱式容积控制技术研究等。

其中给我印象最深刻的有：

1．高转速液压回转油缸

高转速液压回转油缸是用于数控机床（CNC）的动力卡盘或用于其他需要将压力油（或其他流体）从不动的固定部分传递到转动部分并驱动液压油缸运动的液压元件。

高转速液压回转油缸由自平衡的液压滑环和液压油缸组成。在液压滑环中的三个密封缝隙处的密封采用了平面端面油膜密封、圆弧深槽端面油膜密封和圆弧浅槽端面油膜密封三种密封技术。

端面密封是一种轴向密封，又称机械端面密封（简称机械密封），是流体机械旋转轴密封的主要类型，与填料密封相比，具有泄漏量低，摩擦磨损小，使用寿命长、工作可靠、不需要日常维护等优点。

在应用于数控机床（CNC ）动力卡盘中时，将液压油源的压力油传递到回转液压油缸中去，使活塞杆左右移动，带动楔块驱动卡爪，从而实现卡盘的径向松开和夹紧。在工作过程中，最高转速可达7000 rpm 以上，能量损失小，泄漏小，能够承载轴向力。

该项研究工作2次获得国家自然科学基金的资助，申报中国发明专利2

项。

图1 高转速液压回转油缸结构简图

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4 图2 液压滑环结构及工作原理简图

2．液压变压器研究

液压变压器是在液压系统中能够实现压力转换的液压元件。它可以无节流损失的将液压恒压网络系统的压力转换为负载所需的压力。在多负载液压系统中采用液压变压器可以无节流损失地驱动直线负载，实现能量的合理匹配、回收负载的重力势能并能够重新利用。装有液压变压器的液压系统可应用在挖掘

机、装载机等工程机械等多液压执行元件驱动多负载工况，对节约能源保护环境具有深远的意义。

关键技术包括：1）液压变压器变压原理；2）液压变压器的新型结构；3）液压变压器的控制技术；4）液压变压器驱动直线负载时的能量回收与再利用技术。

主要研究内容有：1）液压变压器的工作原理；2）液压变压器流量和压力特性、节能效果及控制策略的试验研究；3）液压变压器驱动直线负载时进行能量回收试验研究；4）液压变压器的效率的提高和降低噪声。

该项研究工作获得了国家自然科学基金和浙江大学流体传动及控制国家重点实验室开放基金的资助，申报中国发明专利2项。

而对于有这一专业方向生成的液气密行业也有了一定的了解。

我国液气密行业是从当年的小作坊、主机厂的车间或分厂发展壮大起来的。经过改革开放三十年的发展，已经成为品种规格齐全、基本可以满足我国各种装备要求、具有一定国际竞争力的产业，成为我国机械工业的重要基础行业。液气密行业品种规格繁多，量大面广，广泛用于国民经济各行业的各类主机产品和技术装备，如航空航天、兵器装备、冶金矿山、石油化工、电力能源、信息电子、交通车辆等重大技术装备，及各类主机如农业机械、工程建筑机械、塑料机械、机床、汽车、船舶、轻纺医药机械、游戏设备等进行配套。同时，《国务院办公厅关于加快推进行业协会商会改革和发展的若干意见》(国办发〔2007〕36号)的发布，为行业协会工作指明了方向和具体工作措施，为行业发展带来契机，极大的鼓舞行业企业的积极性，有力地推动液气密行业发展。在贯彻落实自主创新的国家战略的过程中，中国液压气动密封件工业协会针对行业企业的现状，把提升行业企业自主创新能力作为协会的重点工作，采取一系列措施，推进行业企业自主创新能力建设，推动液气密行业的发展。多年来在这一行业我过去的众多成果（详见附表）。

我国液压气动行业的国内市场容量排在美国、德国、日本之后，继续列第四位。虽然与发达国家还有一定距离，但前景很好。现在，液气密行业主要经济运行指标均高于全国机械工业的平均水平，产销衔接良好，经济在高位运行平稳。主要体现在：国内销售额在世界上的排名快速提升；产品出口大幅增加；国产液压气动密封产品市场份额占到国内市场的65%左右，能够满足一般通用设备和主机的需求；液气密企业加工手段逐步增强，产品质量不断提高。

参观有感：

那一天，我们小组一行四人再一次来到科技园，上一次走进这里的好奇并未因为来过而有所减少。不同的是，这一次让我好奇的是导师。未知的东西往往最让人忐忑不安，不知道导师的脾气秉性，也不知道所谓的专业方向又是什么影响。

最终在忐忑与期待中见到导师，微笑着行了握手礼，突然觉得自己之前的思虑完全是杞人忧天。而后，我们随着三位学长走入实验室。打开门，便是扑面而来的汽油味，没有讨厌，反是高兴。因为我知道，流体与气压传动这一专业方向应该是为以后的汽车制造服务，有前景的同时，不会没有方向。实验室参观结束，我们回到导师的会议室里，开始听老师对这一专业的介绍。我知道